基于TB67S109A电机驱动器的步进电机设计
一、作品简介步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，应用极为广泛。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为步距角，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。此次作品主要采用TB67S109A电机驱动器。TB67S109A是一种配备PWM斩波器的两相双极步进电机驱动器，内置时钟解码器。特点有以下几点：1、能够控制一台双极步进电机2、能够用PWM来控制恒流驱动3、允许全步，半步，四分之一，18，116，132步运行。4、错误检测TSDISD信号输出功能。5、内置错误检测电路热关断TSD，过电流关断ISD，以及上电复位POR5、可通过外电阻与电容自定义电机的斩波频率。
f三、系统设计备注：步进电机不能直接接到工频交流或直流电源上工作，而必须使用专用的步进电机驱动器，它由脉冲发生控制单元、功率驱动单元、保护单元等组成。驱动单元与步进电动机直接耦合，也可理解成步进电动机微机控制器的功率接口。四、原理图41TB67S109A驱动电路备注：步进电机驱动器，它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移，或者说：控制系统每发一个脉冲信号，通过驱动器就使步进电机旋转一个步距角。也就是说步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。所以控制步进脉冲信号的频率，就可以对电机精确调速控制步进脉冲的个数，就可以对电机精确定位。42逻辑电路备注：如上图所示，这是一个由74HC123D构成的双重可再触发的单稳态多谐振荡器，它的功能是在没有接收到脉冲信号时候自动将驱动电流降为一半。而M0、M1、M2的作用是选择细分。43电源电路备注：由于单片机工作在5V，而步进电机的工作电压为几十V，r